JPH0584499A - クラフトパルプ排水のメタン発酵処理法 - Google Patents
クラフトパルプ排水のメタン発酵処理法Info
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Abstract
を、上向流嫌気性汚泥床法で処理するにつけ、反応系内
の系のpH低下、及びこれに伴うメタン発酵の処理効率
が低下し、所望の高有機負荷処理の継続が出来なくなる
という難点があるのを改良し、高負荷処理が可能である
メタン発酵処理法を提供することを目的とする。 【構成】クラフトパルプ排水を、上向流嫌気性汚泥床法
で処理する方法においてパルプ蒸解工程のメタノール含
有排水中のイオウ分を除去した後、該排水と、高分子炭
水化物を含有するマシン系排水とを混合し、これをメタ
ン発酵リアクターに供給すると共にリアクター内のpH
を6〜8に調節することを特徴とするクラフトパルプ排
水のメタン発酵処理法。
Description
り排出される有機性排水を、上向流嫌気性汚泥床法(Up
flow Anaerobic Sludge Blanket Process,以降「UAS
B」と記す)で処理する排水処理方法の改良に関するも
のである。
れるパルプ蒸解工程の排水には、多量のメタノール及び
イオウ化合物が含まれ、好気性活性汚泥処理に供されて
いる。そして、高分子炭水化物を含有するマシン系排水
も、好気性活性汚泥処理あるいは凝集沈澱処理に供され
ている。
法として、いわゆる嫌気性生物処理法が提案されてい
る。この処理法は、好気性活性汚泥処理法に比して高い
有機物負荷処理ができること、酸素不要であることのメ
リットがある他に、副生成物(余剰汚泥)発生率が低
く、且つ最終生成物であるメタンガスを燃料として有効
利用できるなどの優位性があるにもかかわらず、処理時
間が長く、負荷変動に弱いといった面が欠点となり、普
及が遅れているのが現状である。
ルプ工場より排出される有機性排水の処理について、活
性汚泥処理に比して高い有機物負荷処理が可能である上
向流嫌気性汚泥床法を採用するにつけて、中温嫌気性生
物処理法における問題、即ち反応系内のpH低下、及び
これに伴うメタン発酵の処理効率が低下し、所望の高有
機物負荷処理の継続が出来なくなるという難点を改良
し、高負荷処理が可能であるメタン発酵処理法を提供す
ることを目的とする。
プ排水を上向流嫌気性汚泥床法で中温メタン発酵処理す
る方法において、パルプ蒸解工程のメタノール含有排水
中のイオウ分を除去した後、該排水と、高分子炭水化物
を含有する排水とを混合し、メタン発酵リアクターに供
給すると共に、リアクター内のpHを6〜8に調節する
ことを特徴とするクラフトパルプ排水のメタン発酵処理
法である。
汚泥床法(UASB)が開発されている。UASB法
は、原排水を発酵槽の下部より上向流として流入させ、
菌の付着担体を用いることなく、汚泥(菌)をフロツク
化若しくは粒状化せしめることにより、汚泥床(スラツ
ジベツト)を形成させ、発酵槽で、高濃度に菌が増殖、
確保でき、より高容積負荷を許容しうる嫌気性微生物処
理技術である。この場合の汚泥を構成するメタン菌は、
メタノスリクス属が主となる。
含有排水を処理する場合、排水中の主成分であるメタノ
ールをメタン菌(メタノサルシナ属、メタノコツカス
属)によりメタンと炭酸ガスに分解する。分解処理の方
法としては、該排水を高温度下で処理する高温嫌気性処
理法と、中温度下で処理する中温嫌気性処理法がある。
この内、高温嫌気性処理法はメタノサルシナ属のメタン
菌が優先種となって高い有機物負荷処理ができることか
ら好ましい方法であるが、パルプ生産工程によっては該
排水を例えば約35℃前後の中温度下で排出せざるを得
ない場合がある。従って、このような排水を中温嫌気性
処理法によって該排水をメタン発酵処理すると、上記反
応系内のpH低下が生じ、メタン発酵の処理効率が低下
し、所望の高有機物負荷処理の継続が出来なくなり、好
気性活性汚泥処理に比しての特質、優位性を損なわれる
ことになる。
ノール含有排水中のイオウ成分を除去した後、該排水と
高分子炭水化物を含有する排水とを混合し、pH調整を
行った後に、UASB法で中温メタン発酵処理を行うも
のである。pH調整剤としては、パルプ製造工程で発生
するNaOH(白液中の)、Na2 CO3 、CaCO 3
等を用いることも可能である。
有排水には、メタノールの他に多量のイオウ化合物が含
まれており、これが含有される排水を、そのまま高分子
炭水化物を含有するマシン系排水とを混合して、メタン
発酵処理を行うと、イオウ成分の存在がメタン発酵を阻
害する原因となり、メタン菌の活性度が低下し処理効率
の低下を来すこととなる。
発酵処理前に予めパルプ蒸解工程のメタノール含有排水
中からイオウ化合物を除去しておく必要があり、溶存硫
化物濃度として100mg/l以下にするのがよい。
るメタノール含有排水を上向流嫌気性汚泥床法で中温メ
タン発酵処理すると、酸生成反応が律速となり、リアク
ター内に低級脂肪酸が残存し、その結果リアクター内の
pHが低下してメタン生成菌が失活し、メタン発酵処理
効率が低下してしまう。これは、中温域においては種々
の嫌気性菌が増殖しやすい環境条件が整うため、メタノ
サルシナ属のメタン菌以外の酸生成菌等が増殖すること
に起因するものである。
ようにリアクター内のグラニュール汚泥中のメタン菌、
酸生成菌のバランスをとる必要がある。
水中のイオン成分を除去した後、該排水と高分子炭水化
物を含有する排水、例えばマシン系排水とを混合するこ
とで、このマシン系排水中のでんぷん質は、酸生成菌に
より、酢酸、プロピオン酸、n−酪酸等の低級脂肪酸に
変換されるため、UASBリアクター内には、メタノー
ル及び低級脂肪酸が供給されることになる。
H4 とCO2 に分解できるメタノサルシナ属のメタン
菌、でんぷん質を酢酸等の低級脂肪酸に変換する酸生成
菌、酢酸をCH4 とCO2 に分解するメタノスリクス属
のメタン菌をバランスよく汚泥内に固定化できるように
なるのである。
CO3 等を用いて、最終的にリアクター内のpHを6.0
〜8.0 、好ましくは6.5 〜7.5 に調整することにより、
更に前記の、各種メタン菌、酸生成菌のバランスを良く
して、夫々の活性を発揮させることが効率良く行われる
ことになる。因みに、リアクター内のpHが6.0 以下だ
と、メタン菌(メタノスリクス族、メタノサルシナ族)
のメタン生成活性度が極端に低下する理由でよくない。
また、8.0 以上になると酸生成菌の酸生成活性度及びメ
タン菌のメタン生成活性度が極端に低下する理由でよく
ない。
高分子炭水化物を含有するマシン系排水の混合比率は、
CODcr重量で9:1〜1:9とし、好ましくは、
3:1〜1:3が良い。
さらにpH調整を行うことで、メタノサルシナ族のメタ
ン菌、酸生成菌、メタノスリクス属のメタン菌のバラン
スのとれた汚泥を形成することで、高容積負荷(COD
cr容量負荷としては10〜20kg/m3 ・dで処理可能)
で、安定したメタン発酵処理が可能となる。
るが、本発明は、これらの実施例に限定されるものでは
ない。
UASBリアクター装置を用い、この装置に食品工場廃
水を対象としたUASBリアクターより摂取したグラニ
ュール汚泥(メタノスリクス属のメタン菌が優先種)を
種汚泥とし、これを下記の各排水に混入し上向流嫌気性
汚泥床法の中温嫌気性生物処理法によるメタン発酵処理
実験を行った。(各排水のカッコ内のpH値は、リアク
ター内のpHを表す)
含有するメタノール含有排水のみ。(高分子炭水化物を
含有するマシン系排水は混合せず、リアクター内のpH
調節も行っていない。pH値は5以下)
ッピング処理にて10mg/lとした後のパルプ蒸解工程
のメタノール含有排水のみ。(高分子炭水化物を含有す
るマシン系排水は混合せず、リアクター内のpH調節も
行っていない。pH値は5以下)
ッピング処理にて10mg/lとした後のパルプ蒸解工程
のメタノール含有排水と高分子炭水化物を含有するマシ
ン系排水との混合比が、CODcr比で9:1から成る排
水で、更に、リアクター内のpH値を6.0 〜8.0 に調節
したもの。(本発明の内容をなすものである)
ッピング処理にて10mg/lとした後のパルプ蒸解工程
のメタノール含有排水と高分子炭水化物を含有するマシ
ン系排水との混合比が、CODcr比で1:1から成る排
水で、更に、リアクター内のpH値を6.0 〜8.0 に調節
したもの。(本発明の内容をなすものである)
ッピング処理にて10mg/lとした後のパルプ蒸解工程
のメタノール含有排水と高分子炭水化物を含有するマシ
ン系排水とを混合比がCODcr比で1:1に混合した排
水。(但し、リアクター内のpH調節は行っていない。
pH値は5以下)上記の排水A〜Eの性状を表1に示
す。
cr除去率は除々に低下し、20日目にはCODcr除去率が
50%以下となり、原水の供給を停止した。排水Bは、C
ODcr容積負荷5Kg/m3・日以上になると、リアクタ
ー内に酢酸等の低級脂肪酸が生成し、リアクター内のp
Hが5まで低下し、メタン発酵処理が出来なくなった。
排水Cは、原水通水40日経過後、CODcr容積負荷10Kg
/m3 ・日でCODcr除率は80〜85%であった。排水D
は、原水通水40日経過後、CODcr容積負荷10Kg/m3
・日でCODcr除率は85〜90%であった。排水Eは、排
水B程ではないが、処理性能の低下が見られた。
を除去した後のパルプ蒸解工程のメタノール含有排水と
高分子炭水化物を含有するマシン系排水とを混合し、こ
れをメタン発酵リアクターに供給すると共に、リアクタ
ー内のpHを6〜8に調節した排水C、D(本発明の内
容をなすもの)は、他の排水(A、B、E)に比して高
負荷な中温UASB処理が可能であった。
法を実施するためのUASBリアクター装置の概略側面
図である。
理の結果を示す。 図2-(1)・・・・CODcr容積負荷(Kg/m3 ・日)を表わ
したグラフである。 図2-(2)・・・・CODcr除去率(%)を表わしたグラフで
ある。 図2-(3)・・・・処理水CODcr濃度(mg/l)を表わしたグ
ラフである。 図2-(4)・・・・リアクター内のpHを表わしたグラフであ
る。 (横軸は、各グラフに共通の経過日数を表わしている) ×…排水A ●…排水B △…排水C 〇…排水D ▲…排水E
Claims (1)
- 【請求項1】 クラフトパルプ排水を、上向流嫌気性汚
泥床法で中温メタン発酵処理する方法において、パルプ
蒸解工程のメタノール含有排水中のイオウ分を除去した
後、該排水と、高分子炭水化物を含有する排水とを混合
し、これをメタン発酵リアクターに供給すると共にリア
クター内のpHを6〜8に調節することを特徴とするク
ラフトパルプ排水のメタン発酵処理法。
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